化工制圖課程中如何提高學生空間想象能力

摘 要：本文是一篇研究如何提高學生空間想象能力的論文，作者根據自己的教學經驗和教學規律指出了學生在化工制圖課程中的重點和難點是培養學生空間想象能力，然后有針對性的提出了學習方法，在經過一些實踐鍛煉后學生空間想象能力有了顯著提高。

關鍵詞：空間想象能力；化工制圖；三面投影體系

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.250

0 引言

化工制圖是研究繪制和閱讀化工圖樣的理論與實踐緊密結合的重要技術基礎課，目標是培養學生的空間思維能力、繪圖技能以及運用投影原理展示圖示和閱讀化工圖樣的能力。要學好這門課程，提高繪圖和閱圖能力，為將來從事科研和實踐工作打下基礎，空間想象能力的提高尤為重要。而學生的空間立體感普遍較差，導致繪圖以及閱圖能力也較差，本人結合自己的教學經驗，對如何提高學生的空間想象能力總結以下幾點心得：

1 建立起立體的三面投影體系

正確、立體的三面投影體系的建立是將來繪圖的基礎，也是空間想象能力培養的基礎。為更直觀的讓學生建立起三面投影體系，我讓學生在教室里想象自己是一個物體，面對前方黑板的一面是V面，腳下的地面是H面，右手墻面是W面。V面與H面交線是X軸，描述物體的長；V面與W面交線是Z軸，描述物體的高；W面與H面交線是Y軸，描述物體的寬。讓學生身臨其境地進入到我們的三面投影體系中來，為今后的進一步學習打下基礎。

2 牢固、正確的掌握點、線、面的投影規律

點、線、面的投影規律的掌握也是空間想象能力提高的一個重要保證，再復雜的物體，也不過是點、線、面的集合。為提高學生對點、線、面的投影規律的認識，我要學生觀察教室內課桌的點、線、面，電風扇的點、線、面，并思考它們的投影規律。為讓學生區別投影面平行線和投影面垂直線，我在教室的正前方掛一大掛鐘，讓學生觀察時針指向12點、3點、6點以及9點所形成的投影面垂直線與時針在其他時刻形成的投影面平行線的區別，對它們形成的投影規律中的顯實性、積聚性以及類似性讓學生們自己來總結。經過一番實踐的訓練，學生的空間立體感有了顯著的提高。

3 立體中已知一個點的投影求另外的二個投影面的點的投影

對于已知立體中一投影面一個點的投影，求另外二個投影面點的投影的題目，是學生的一個難點，因為立體千變萬化，點在立體表面可以任意放置，有時可以直接用“連影垂軸”（向相應投影軸作垂線，延長交圖線于點）求出，有時又要作輔助線或輔助圓，學生有點無所適從，我幫學生總結了以下思維步驟：

（1）判斷點在立體哪一個面上（這一點非常重要，判斷錯誤下面全錯。）。

（2）判斷點所在面上是否有積聚性。如果有積聚性，直接向有積聚性面用“連影垂軸”求出點的投影；如果沒有積聚性，就要用輔助線法或輔助圓法（回轉體推薦用輔助圓法），再用“連影垂軸”求出點的投影。例如（圖1，圖2）

上述圖一中，由于a點所在面上有積聚性可以直接用“連影垂軸”求出A點的另二面投影，而圖二中m點所在面上沒有積聚性，用輔助圓法求出較好。

（3）判斷求出的點的投影是否可見，不可見要打“括號”。

4 提高看圖能力

制圖是由物到圖，看圖是由圖到物，對學生空間立體想象能力的要求比較高，要從平面圖看出立體感甚至可以繪制出它們的軸測圖來，就要求平時有大量的實踐練習積累，還要掌握一定的看圖規律，比如“形體分析法”，我為學生總結如下：

（1）分大線框。對三視圖而言，會有比較多的線框，我要求生學先分幾個大線框，先掌握大的輪廓，再來思考細節部分。

（2）對投影。分好幾個大線框后，利用三等規律分別找到大線框的三面投影。

（3）想形體。對好大線框三面投影后后，就要想出每個大線框對應的空間立體形狀。

（4）定位置。判斷出剛才想出的形體在整個立體當中的位置。

（5）綜合起來想整體。把每個大線框的形體想象出來，定好在立體中的位置，把整個立體的整體想出來，再注意一下一些細節部分，就可以完整的想出立體的形狀了。“形體分析法”適合疊加型形體或綜合型形體，對于切割形形體適合“線面分析法”，因篇幅原因就不展開描述了。

總之，在化工制圖課程中，從一開始的制圖基本知識的掌握，到組合體、機件的表達方法的掌握，再到化工設備圖、化工工藝圖畫法的掌握，各個內容都是相互聯系、層層遞進的，這其中空間的立體想象能力就是聯系各個章節紐帶，這就要求學生不斷的練習，不斷地總結，對于空間想象能力較差的學生，推薦購買橡皮泥進行捏合，慢慢提高空間想象能力。此外，多練習畫軸測圖對提高空間想象能力也有很大幫助。

參考文獻：

[1]徐牛妞.如何提高學生在化工制圖課中的自主學習能力[D].河南教育，2014.

[2]葛耿.淺談制圖課教學中常用的教學方法[D].東北師范大學 ，2009.

[3]田培棟.在制圖教學中如何培養學生的空間想象能力[D].吉林教育，2008.

作者簡介：張曉宇（1971- ），男，浙江諸暨人，碩士，副教授，研究方向：微機化工應用。endprint